Uso de suelos estabilizados con emulsión asfáltica como parte de la estructura vial en carreteras terciarias y vecinales
En el presente trabajo de investigación se examina la viabilidad del uso de emulsión asfáltica como estabilizante en carreteras terciarias, las cuales comúnmente se encuentran conformadas con una capa de grava-arcilla como superficie de rodadura. El estudio fue realizado en la provincia del Azuay co...
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| Other Authors: | |
| Format: | bachelorThesis |
| Language: | spa |
| Published: |
Universidad de Cuenca
2021
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| Online Access: | http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/35647 |
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| author | Garzón Vera, Jonny Eduardo Plaza Solís, Ronald René |
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| description | En el presente trabajo de investigación se examina la viabilidad del uso de emulsión asfáltica como estabilizante en carreteras terciarias, las cuales comúnmente se encuentran conformadas con una capa de grava-arcilla como superficie de rodadura. El estudio fue realizado en la provincia del Azuay con datos aportados por la Prefectura de la provincia. Con el objeto de analizar la viabilidad se propusieron dos enfoques. Con el primer enfoque se identificó el estado del arte respecto a bibliografía existente como criterios para estabilización, casos de aplicación en la región y normativas vigentes de diferentes países. El segundo enfoque consistió en medir el desempeño funcional y estructural de carreteras estabilizadas realizadas con anterioridad. Para la evaluación funcional se optó por realizar ensayos del Índice de Condición del Pavimento (PCI), el cual se basa en obtener un valor de la observación directa de patógenos presentes en la superficie del pavimento. Mientras tanto, para la evaluación estructural se realizaron ensayos de deflectometría con ayuda de la Viga Benkelman. Para cumplir el estudio mencionado se tomaron las carreteras Ricaurte-Llacao y Monay-El Valle a las que previamente se les realizó este tipo de estabilización en el año 2019.
Los resultados obtenidos para comprobar la viabilidad de la tecnología arrojaron resultados diversos. Según la revisión bibliográfica, la técnica de estabilización es muy usada en carreteras dentro del país y la región, especialmente en carreteras terciarias donde al aumentar la capacidad de las capas granulares se puede hacer uso de capas de rodadura de poco espesor. En lo que respecta a normativas, se restringe al tipo de suelo que debería usarse para mezclarlo con emulsión, especialmente en lo que se refiere a límites líquidos con valores máximos de entre 20 y 40, y límites plásticos de entre 9 a 18. Sin embargo, este es un campo en donde se recomienda profundizar la investigación para cada caso con el fin de determinar la mejoría real del suelo.
En la segunda parte del presente trabajo, en cuanto al desempeño funcional de las vías estudiadas, los resultados muestran para la carretera Ricaurte-Llacao un PCI igual a 48 que corresponde al estado “Regular”; para la carretera Monay-El Valle un valor de PCI igual a 60 que corresponde al estado “Bueno”. Al analizar los tipos de falla y sus causas, se determinó que muchas no dependen de la capa estabilizada, sino de la capa de rodadura y del incremento del tránsito. Con respecto a la evaluación estructural, se determinó que los valores de las deflexiones recuperables máximas en las carreteras se encuentran por debajo de los límites establecidos por varios autores. Se determinó además el número estructural de la capa estabilizada con emulsión asfáltica de las carreteras analizadas, resultando valores de 1.11 para un espesor de 10 cm y 1.7 para un espesor de 15 cm, estos valores resultan mayores que los valores que se esperarían para una capa base de material granular, permitiendo confirmar que el desempeño estructural de las carreteras ha mejorado.
Finalmente, al realizar un análisis comparativo de costos resulta más económico colocar una base estabilizada con emulsión asfáltica que una base de material granular, tomando en consideración la capacidad estructural que brinda cada capa. Tras analizar todas estas variables se puede concluir que es viable este tipo de estabilización para carreteras de tercer orden, sin embargo, se recomienda realizar los ensayos correspondientes que ayuden a cuantificar las mejoras del suelo estabilizado en particular |
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| spelling | oai:dspace.ucuenca.edu.ec:123456789-356472021-02-22T08:00:32Z Uso de suelos estabilizados con emulsión asfáltica como parte de la estructura vial en carreteras terciarias y vecinales Garzón Vera, Jonny Eduardo Plaza Solís, Ronald René Santacruz Reyes, Karla Johanna Ingeniería Civil Asfalto Carreteras Ingeniería vial En el presente trabajo de investigación se examina la viabilidad del uso de emulsión asfáltica como estabilizante en carreteras terciarias, las cuales comúnmente se encuentran conformadas con una capa de grava-arcilla como superficie de rodadura. El estudio fue realizado en la provincia del Azuay con datos aportados por la Prefectura de la provincia. Con el objeto de analizar la viabilidad se propusieron dos enfoques. Con el primer enfoque se identificó el estado del arte respecto a bibliografía existente como criterios para estabilización, casos de aplicación en la región y normativas vigentes de diferentes países. El segundo enfoque consistió en medir el desempeño funcional y estructural de carreteras estabilizadas realizadas con anterioridad. Para la evaluación funcional se optó por realizar ensayos del Índice de Condición del Pavimento (PCI), el cual se basa en obtener un valor de la observación directa de patógenos presentes en la superficie del pavimento. Mientras tanto, para la evaluación estructural se realizaron ensayos de deflectometría con ayuda de la Viga Benkelman. Para cumplir el estudio mencionado se tomaron las carreteras Ricaurte-Llacao y Monay-El Valle a las que previamente se les realizó este tipo de estabilización en el año 2019. Los resultados obtenidos para comprobar la viabilidad de la tecnología arrojaron resultados diversos. Según la revisión bibliográfica, la técnica de estabilización es muy usada en carreteras dentro del país y la región, especialmente en carreteras terciarias donde al aumentar la capacidad de las capas granulares se puede hacer uso de capas de rodadura de poco espesor. En lo que respecta a normativas, se restringe al tipo de suelo que debería usarse para mezclarlo con emulsión, especialmente en lo que se refiere a límites líquidos con valores máximos de entre 20 y 40, y límites plásticos de entre 9 a 18. Sin embargo, este es un campo en donde se recomienda profundizar la investigación para cada caso con el fin de determinar la mejoría real del suelo. En la segunda parte del presente trabajo, en cuanto al desempeño funcional de las vías estudiadas, los resultados muestran para la carretera Ricaurte-Llacao un PCI igual a 48 que corresponde al estado “Regular”; para la carretera Monay-El Valle un valor de PCI igual a 60 que corresponde al estado “Bueno”. Al analizar los tipos de falla y sus causas, se determinó que muchas no dependen de la capa estabilizada, sino de la capa de rodadura y del incremento del tránsito. Con respecto a la evaluación estructural, se determinó que los valores de las deflexiones recuperables máximas en las carreteras se encuentran por debajo de los límites establecidos por varios autores. Se determinó además el número estructural de la capa estabilizada con emulsión asfáltica de las carreteras analizadas, resultando valores de 1.11 para un espesor de 10 cm y 1.7 para un espesor de 15 cm, estos valores resultan mayores que los valores que se esperarían para una capa base de material granular, permitiendo confirmar que el desempeño estructural de las carreteras ha mejorado. Finalmente, al realizar un análisis comparativo de costos resulta más económico colocar una base estabilizada con emulsión asfáltica que una base de material granular, tomando en consideración la capacidad estructural que brinda cada capa. Tras analizar todas estas variables se puede concluir que es viable este tipo de estabilización para carreteras de tercer orden, sin embargo, se recomienda realizar los ensayos correspondientes que ayuden a cuantificar las mejoras del suelo estabilizado en particular The present investigation takes a closer look to the viability of the use of bitumen emulsion as a stabilizer in low traffic roads, which commonly contain a gravel and clay layer conforming the surface of the road. This study was developed in the province of Azuay and the data studied was handed by the province’s Prefecture. With the main goal of analyzing the viability of said technique of stabilization, two kinds of criteria were adopted. The first criteria focused on researching the state of art regarding emulsion stabilization; with studies of the stabilization, technical standards (norms) and real application cases of the technique in the region. The second criteria focused on rating the functional and structural performance of previously constructed roads in the province. In regard of the functional performance, the Pavement Condition Index (PCI) was chosen. In this test, distresses are identified visually and roads are rated with a number according to the condition of the pavement. Meanwhile, the structural test consisted in the measurement of deflections in the roads, using the Benkelman beam. To achieve this study, two roads were taken into consideration, one being the Ricaurte-Llacao road, and the other the Monay-El Valle road; the two of the roads were stabilized in early 2019. The results obtained with the application of the criteria showed some variety. According to bibliography studies, this technique has been used in the country and the region, especially in low traffic roads where by increasing the capacity of the granular layers, low thickness surface layers can be used. According to various standards, the use of some soils is restrained for its use in stabilization, especially in liquid limits with maximum values between 20 and 40, and plastic index with maximum values between 9 and 18. However this is a field where it is recommended to deeply analyze each case in order to find the real enhancement of the soil. According to the second criteria, results obtained in the performance assessments show that, in the functional evaluation, the Ricaurte-Llacao road’s PCI is 48, which is classified as “Fair”, and the Monay-El Valle road’s PCI is 60 corresponding to “Good”. By analyzing the type of distresses and its causes, it was found that most of the failures depended on other factors as the surface layer or an overload of traffic. The structural evaluation, in the other hand, showed that recoverable deflections were below the threshold of acceptable deflections exposed by various authors. Structural numbers of stabilized layers were calculated too. This gave a result of 1.17 for a layer thickness of 10 cm, and 1.77 for a layer thickness of 15 cm; these two higher numbers than the obtained with a normal base course layer. Finally, by applying an economic analysis, comparing the stabilized material and a base course layer, it was shown that the stabilized material offers a lower price comparing layer thicknesses that offer the same structural strength. Therefore, after studying all of the criteria, it can be concluded that the stabilization with bitumen emulsion is a good choice, but it is important to count with tests that help to quantify the enhancements achieved by the stabilization of the soil. Ingeniero Civil Cuenca 2021-02-18T15:00:25Z 2021-02-18T15:00:25Z 2021-02-18 bachelorThesis http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/35647 spa TI;1223 Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ openAccess application/pdf 250 páginas application/pdf Universidad de Cuenca |
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